Tohoku University Repository (TOUR) / 東北大学機関リポジトリ

長澤, 瞭佑

（別紙様式５）                                       
論 文 内 容 要 旨 
(NO．1) 
氏  名 長澤 瞭佑 提出年 2024 年 
学位論文の 
題   目 
 
RNA 標的低分子創薬に資する化学技術開発 
 
 
 
 
 
 
論 文 目 次 
Chapter 1: Introduction 
Chapter 2: Development of a large-scale analytical system, FOREST for RNA-small molecule interactions 
Chapter 3: Utilization of FOREST to assist crystallographic study 
Chapter 4: Development of novel fluorogenic molecular probes for discovering new RNA binders 
Chapter 5: Development of a new mutational profiling tool to detect binding sites of small molecules on RNA 
utilizing photo-reaction 
Chapter 6: Development of displacement enrichment assay combining FOREST 
Chapter 7: Construction of a machine learning model utilizing FOREST data to predict RNA-binding affinities of 
a small molecule 
Chapter 8: Conclusion 
論 文 内 容 要 旨 
 
Chapter 1: Introduction 
これまでの創薬研究ではタンパク質標的創薬が中核であったが、近年、標的可能なタンパク質の枯渇に
より、RNA 標的創薬が注目されている。ヒトゲノム情報のうち、タンパク質をコードするのは 1.5%程
度であるのに対し、タンパク質をコードしないノンコーディング RNA が約 70%を占めており、創薬標
的を大きく拡張できる可能性がある。このような背景のもと、RNA 標的医薬品として神経疾患に対する
治療薬である risdiplam が 2021 年に日本で承認された。また blanaplam や ribocil なども RNA 標的医薬品
として開発が進んでいる。しかし、これらの分子はフェノタイプスクリーニング系で探索された後に、
偶然 RNA に作用することが判明した分子であり、タンパク質標的創薬とは異なり、RNA 構造を基にし
た RNA 標的低分子の設計は未だに困難である。その理由として RNA 標的低分子の RNA 結合性の理
解・知見の不足が挙げられる。具体的には①正確かつ大規模な RNA 結合選択性評価ツールの欠如、②
RNA-低分子複合体の X 線結晶構造解析例および③RNA 結合低分子の報告例の少なさなどである。 
 よって本研究では RNA 標的低分子の RNA 結合性の理解・知見を深めるための化学技術の開発を目的
とし、第 2 章では RNA 結合選択性を大規模に評価可能な化学技術の開発、第 3 章では RNA 結合選択性
の大規模情報を活用した RNA-低分子の X 線結晶構造解析、第 4 章では RNA 結合分子を見つけるため
の新たな蛍光分子の開発、第 5 章では光反応を利用した低分子の RNA 結合部位を検出する新しい変異
プロファイリングツールの開発、第 6 章では大規模情報取得法の新たなアプローチ、第 7 章では低分子
の結合親和性を予測する FOREST データを利用したマシンラーニングモデルの構築を行った。 
 
（別紙様式５）                                       
Chapter 2: Development of a large-scale analytical system, FOREST for RNA-small molecule interactions 
RNA 結合選択性の大規模評価法として、folded RNA element profiling with structure library (FOREST)を利
用することにした。以前に当研究室では G-clamp を用いて RNA 結合選択性の大規模解析が行われてお
り、実施例拡張のため、更なる分子を用いて FOREST によるアッセイを行った。解析する RNA 結合性
分子として、様々な構造の RNA に結合するインターカレーターであるチアゾール系の化合物、TO 及び
TO-3 を選択し、それらのアジド体を合成した。その後 DBCO-ビオチン、ストレプトアビジンビーズを
用いることで、TO 誘導体をそれぞれビーズに固定した。これらの化合物ビーズを用いて、親和性の高
い RNA をプルダウンし、マイクロアレイ解析に付すことで結合配列のランク化を行い、3,000 種類の
RNA に対する結合選択性の解析を行った。(Fig. 1) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
次に得られた大規模情報からいくつかの RNA を選択し、蛍光滴定実験により TO 及び TO-3 の親和性を
解析した。その結果、両方の TO 誘導体において、ランクが高い RNA に対し親和性が高く、本大規模解
析の妥当性を確認できた。この結果から、RNA 結合性低分子の RNA 選択性の大規模評価法を確立でき
たと考えられる。 
 
Chapter 3: Utilization of FOREST to assist crystallographic study 
RNA-低分子複合体の X 線結晶構造解析を行うには、低分子が RNA に対して高い親和性で結合する必
要がある。そこで FOREST で得られた情報に基づき親和性が高い RNA 標的を設計することにした。
RNA 結合性分子としては既に FOREST により
RNA 結合選択性が得られている G-clamp を選択
した。得られた大規模情報から親和性の高い RNA
配列を選択、モチーフ構造を抽出し、X 線結晶構
造解析に適した配列(XR)を設計した (Fig. 2)。設
計した配列(XR)に対する G-clamp の結合性を蛍光
滴定実験により解析したところ、wild type の配列
に対する親和性と大きな差はなく、正しくモチー
フ構造を抽出できていることが確認できた。次に
設計した配列と G-clamp の複合体の共結晶化およ
び X 線結晶構造解析を上智大学の近藤研究室で
行って頂いた。その結果、G-clamp はループ構造中の特定のグアニン塩基を水素結合で認識し、その周
りの塩基とスタッキング相互作用することで強い結合を示していることが分かった。この結果から、
FOREST で得られる情報は、RNA-低分子複合体の X 線結晶構造解析に有用であることが示された。 
 
Chapter 4: Development of novel fluorogenic molecular probes for discovering new RNA binders 
RNA 結合性低分子の探索法として蛍光指示薬競合置換(FID)アッセイがある。本手法は RNA と結合する
Fig. 1 Development of a large-scale analytical system for small molecule-RNA interactions (Folded RNA element 
profiling with structure library, FOREST) 
Fig. 2 Utilization of FOREST to assist crystallographic 
study library, FOREST) 
（別紙様式５）                                       
ことで蛍光が変化する蛍光
指示薬を用いて、対象化合
物の競合置換によりハイス
ループットで RNA 結合性
を評価する手法である。し
かし、これまで報告された
指示薬は平面性構造のイン
ターカレーターが多く、構
造多様性に乏しいことから、指示薬とは異なる結合部位を持つヒット化合物が見逃される可能性があっ
た。よって、多様なヒット化合物を取得するためには、指示薬の構造多様化が不可欠である。そこで指
示薬として用いられている TO と TO とは異なる RNA 結合選択性を有する G-clamp を連結させること
で、新たな指示薬 TO-G-clamp を設計し合成した (Fig. 3)。まず TO-G-clamp の蛍光特性を蛍光滴定実験
により調べた結果、TO と同様、RNA に結合することで強い蛍光を発することを確認した。また、種々
の RNA に対する親和性を蛍光滴定実験で評価した結果、TO-G-clamp は G-clamp の RNA 結合選択性を
維持していることを確認した。次に、大規模解析から得られた情報を元に疾患関連 miRNA 前駆体を標
的として選択し化合物ライブラリを用いて、FID アッセイを行った。蛍光指示薬として、構造最適化さ
れた TO-G-clamp 誘導体及びコントロールとして G-clamp を持たない市販の TO 誘導体を用いた。それ
ぞれの指示薬で得られたヒット化合物を比較した結果、TO-G-clamp 誘導体でのみ得られるヒット化合
物が 3 種類得られた。この 3 種類の化合物から 1 つの化合物を選択し、標的 RNA に対する蛍光滴定実
験を行ったところ、µM レベルの親和性で結合することがわかった。この結果は、今回合成した TO-G-
clamp 誘導体を指示薬として用いることで、既存の指示薬では見出せなかった RNA 結合性分子を見出
すことに成功したことを示している。 
  
（Chapter5~7 は未公開データを含むため割愛） 
 
Chapter 8: Conclusion 
本博士論文では RNA 標的低分子の RNA 結合性の理解・知見を深めるための化学技術の開発を目的に研
究を行った。第 2 章では、RNA-蛋白質の大規模相互作用解析に用いられていた FOREST の技術を RNA-
低分子の大規模相互作用解析へと展開した。その結果、3000 の RNA 高次構造を含むライブラリから特
定の低分子に対する結合を網羅的に解析する技術の開発に成功した。第 3 章ではこの技術を用いて G-
clamp 誘導体が高い親和性で結合する RNA 配列を設計し、G-clamp 誘導体と RNA 複合体の X 線結晶構
造解析に成功した。第 4 章では新たな FID アッセイの蛍光指示薬として、RNA に結合することで蛍光
強度が増加する TO と G-clamp 誘導体を複合化したプローブを合成した。化合物ライブラリを用いて本
プローブを蛍光指示薬として FID アッセイを行ったところ、TO を蛍光指示薬として用いた時には得ら
れなかったヒット化合物が得られることがわかった。 
これらの研究は今後、RNA 標的低分子創薬に貢献できるものと期待している。 
 
Fig. 3 Development of novel molecular probes for discovering new RNA binders 
別 紙 
 
論文審査の結果の要旨 
 
近年、ヒトゲノム情報のうち、タンパク質をコードしないノンコーディング RNA が約 70%を占
めることが明らかとなり、RNA 標的創薬が注目されている。しかし RNA 標的低分子の RNA 結合
性の理解・知見が不足しており、RNA 構造を基にした RNA 標的低分子の設計は未だに困難であ
る。本研究では RNA 標的低分子の RNA 結合性の理解・知見を深めるための化学技術の開発を目
的とし、まず RNA 結合選択性の大規模評価法として、folded RNA element profiling with structure 
library (FOREST)を利用した。RNA 結合性分子として、様々な構造の RNA に結合するインターカ
レーターであるチアゾール系の化合物、TO 及び TO-3 を選択しビーズに固定化した。これらのビ
ーズを用いて、親和性の高い RNA をプルダウンし、マイクロアレイ解析に付すことで結合配列の
ランク化を行い、3,000 種類の RNA に対する結合選択性の解析を行った。得られた大規模情報か
らいくつかの RNA を選択し、蛍光滴定実験により TO 及び TO-3 の親和性を解析した。その結果、
両方の TO 誘導体において、ランクが高い RNA に対し親和性が高く、本大規模解析の妥当性を確
認できた。次に FOREST で得た情報に基づき、RNA-低分子複合体の X 線結晶構造解析を行うため
の RNA 標的を設計した。低分子として FOREST により RNA 結合選択性情報を得ている G-clamp
を用いた。その結果、G-clamp は標的 RNA のループ構造中の特定のグアニン塩基を水素結合で認
識し、その周りの塩基とスタッキング相互作用することで強い結合を示すことが分かった。この
結果から、FOREST で得られる情報は、RNA-低分子複合体の X 線結晶構造解析に有用であること
が示された。  
最後に蛍光指示薬競合置換(FID)アッセイに用いる新たな蛍光指示薬を設計した。FID アッセイは
RNA 結合性低分子の探索法として有用である。しかし、用いる蛍光指示薬の構造多様性に乏しい
ことから、指示薬とは異なる結合部位を持つヒット化合物が見逃される可能性がある。そこで指
示薬として用いられている TO と TO とは異なる RNA 結合選択性を有する G-clamp を連結した TO-
G-clamp を設計・合成した。FOREST を用いて、この蛍光指示薬の大規模情報を獲得し、その情報
を元に疾患関連 miRNA 前駆体を標的として選択、化合物ライブラリを用いて FID アッセイを行っ
た。その結果、既存の指示薬では見出せなかった RNA 結合性分子を見出すことに成功した。  
これらの結果は当該学生が自立して研究活動を行うに必要な高度の研究能力と学識を有すること
を示している。したがって，長澤瞭佑氏提出の博士論文は，博士（理学）の学位論文として合格
と認める。  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


Japanese

RNA標的低分子創薬に資する化学技術開発

柳下, 晴也

記憶に関連した海馬神経活動を調節するイオンチャネルに関する研究 
 
       生命薬科学専攻 
柳下 晴也 
 
【研究背景・目的】 海馬は記憶の形成において重要な脳領域の一つである。海馬リッ
プルは、動物の睡眠中に海馬で生じる高周波の脳波（局所場電位）である。これまで
の研究により、海馬リップル中に生じる神経細胞の発火活動が、記憶形成に重要な神
経メカニズムであることが明らかとなっている(Buzsáki 2015; Girardeau et al. 2009)。一
方で、海馬神経細胞が海馬リップル中にどの程度発火するかは、細胞ごとに異なる
(Csicsvari et al. 1999)。こうした点から、海馬リップル中の発火活動は細胞レベルで制
御されていることが示唆される。そこで本研究では、海馬神経細胞が多様な分子生物
学的プロファイルを持つこと(Saunders et al. 2018; Cembrowski et al. 2016)に着目し、海
馬リップル中の発火活動を制御する分子メカニズムを探索、解明することを目的とした。 
【結果・考察】  
In vivo で発火活動の記録を行った神経細胞の遺伝子発現を網羅的に解析する新規
実験手法の開発。 
 本研究目的の達成には、in vivo 条件で海馬リップル中の発火活動を記録し、かつそ
の細胞に含まれる遺伝子発現を網羅的に解析できる実験手法が求められる。神経細
胞の活動と遺伝子発現の関連を探索する手法として、これまで in vivo 2光子カルシウ
ムイメージング法を用いた方法が報告されている(Bugeon et al. 2022; Xu et al. 2020; 
Liu et al. 2020)。しかし、光学イメージング記録を主軸とする既存手法では、ミリ秒単位
で生じる発火活動のパターンを解析することは困難である。そこで、本研究では電気
生理学的アプローチを用いた新規実験手法を開発した（図１）。 
本手法ではまず、高濃度の蛍光色素を充填したガラス電極を用いた in vivo 
juxtacellular 記録法により、単一神経細胞の発火活動を記録する。記録終了後、電気
刺激により、ガラス電極内の蛍光色素を用いて記録した神経細胞のみを蛍光標識す
る。その後、脳を取り出して急性スライスを作製し、記録した神経細胞を同定する。この
細胞を別のガラスピペットを用いて回収することで、単一細胞レベルでの網羅的な遺
伝子発現解析を実施する。以上の一連の操作により、in vivo 条件で発火活動を記録
した神経細胞の遺伝子発現を網羅的に解析することが可能となった。 
 
Kcnk9は海馬リップル中の発火活動の強さと負に相関する。 
  開発した実験手法を海馬 CA1 野の興奮性神経細胞に適用することで、海馬リップ
ル中の発火活動と遺伝子発現プロファイルを含むデータセットを得た。記録された神
経活動データから海馬リップルと発火活動を検出することで、それぞれの細胞がどれ
だけ海馬リップル中に発火しやすいかを定量した。先行研究(Csicsvari et al. 1999)と同
様に、海馬リップル中の発火活動の程度は、ほとんど発火活動が増加しない細胞から、
発火率が 10倍以上高まる細胞まで、幅広く存在することが確認できた。 
 次に、海馬リップル中の発火しやすさと関連する遺伝子を同定するため、差次的遺
伝子発現解析を行った。本データセットを海馬リップル中
の発火しやすさを元に 2 分割し、各遺伝子の発現を比較
した。ここでは、P値が 0.05以上かつ、発現量の変動が 2
倍以上であった遺伝子を、海馬リップル中の発火に関連
しうる候補遺伝子として同定した（図 2）。その結果、海馬リ
ップル中に発火しやすい細胞に高発現する 56 個の遺伝
子、また低発現する 56個の遺伝子を同定した。 
 本研究では、候補遺伝子のうちカリウム漏洩チャネル
TASK-3をコードする遺伝子 Kcnk9に着目した。 TASK-3は細胞内から細胞外へのカ
リウム輸送を担い、神経細胞の静止膜電位を調節する役割を担っている(Bando et al.  
2014; Day et al. 2005; Goldstein et al. 2001)。Kcnk9は、海馬リップル中に発火しにくい
細胞で有意に高い発現を示した（図 2）。また、リップルスコアと Kcnk9の発現レベルは
有意に負に相関していた。以上の結果より、Kcnk9 は海馬リップル中の発火しやすさ
を負に制御していることが示唆される。 
Kcnk9は海馬リップル中の発火活動を抑制する役割を担う。 
 Kcnk9 が海馬リップル中の発火活動を制御しているかどう
かを検証するため、海馬CA1野の興奮性神経細胞に選択的
に Kcnk9 をノックアウトした（Kcnk9 欠損）マウスを作製した。
Kcnk9 欠損マウスおよびコントロールマウスを用い、in vivo 
juxtacellular 法で海馬リップルおよび単一細胞の発火活動を
記録することで、海馬リップル中の発火しやすさを比較した。
その結果、Kcnk9 欠損細胞はコントロール細胞よりも有意に
高いリップルスコアを示した（図 3）。この結果は、Kcnk9 は海馬リップル中の発火活動
を抑制していることを示す。 
 海馬リップル中の発火活動は、海馬リップル中に生じる強い興奮性のシナプス入力
により生じる(Hulse et al. 2016)。また、Kcnk9が細胞の膜興奮性を抑制することが報告
されている(Day et al. 2005; Bando et al. 2014)。これらの知見を踏まえると、それぞれの
神経細胞におけるKcnk9の発現量が細胞の膜興奮性を制御することで、海馬リップル
中に発火するかどうか決定するという分子メカニズムの存在を示唆する。 
 
海馬 Kcnk9は長期記憶形成に必要である。 
 Kcnk9 欠損細胞において海馬リップル中の発火活動が変化したことから、Kcnk9 欠
損マウスにおいて記憶能力にも変化が生じている可能性があると考えた。そこで、
Kcnk9 欠損マウスを用いて新奇物体認識試験および新奇物体位置認識試験を行い、
記憶能力の変化を検証した（図 4）。本試験は、マウスが慣れ親しんだ物体よりも新奇
の物体を優先して探索する性質を利用し、学習セッ
ションで探索した物体をテストセッションまで記憶でき
るか検証する行動試験である。テストセッションにお
いて慣れ親しんだ物体より新奇物体を優先して探索
した度合いをDiscrimination indexとして算出した。そ
の結果、Discrimination indexは 5分間の遅延では有
意な差は認められなかったものの、24 時間の遅延で
は Kcnk9 欠損マウスで有意に低下した（図 4）。この
結果は、Kcnk9 が長期記憶の形成に必要であること
を示唆する。 
Kcnk9は学習を介して海馬リップル中の発火活動を高める。 
睡眠を介さない短期記憶に障害がなかった一方で、睡眠を挟んだ長期記憶に障害
がみられたこと（図 4）から、学習行動中の神経活動ではなく学習行動後の睡眠・休息
時の神経活動に変化が生じていると仮説を立てた。これを検証するため、新奇物体認
識試験の学習セッションおよび学習前後の睡眠・休息中における海馬神経細胞の神
経活動を記録解析した。その結果、物体探索中の神経活動はKcnk9欠損の影響を受
けなかった一方、学習前後で海馬リップル中の発火活動が変化した。学習中に活動し
た神経細胞は、学習前から学習後にかけて海馬リップル中の発火活動が増加すること
が報告されている(Karaba et al. 2024)。この報告と一致して、コントロールマウスでは、
学習前から学習後にかけて物体探索中に活動した神経細胞で海馬リップル中の発火
活動が増加した（図 5）。一方で、Kcnk9 欠損マウスでは学習を介した海馬リップル中
の発火活動の増加は認められ
なかった。以上の結果は、
Kcnk9 が学習に関する情報を
担う神経細胞の海馬リップル中
の発火活動を制御することで、
学習後にその発火活動を亢進
させることを示唆する。 
 
【総括】 本研究では、生体内における神経細胞の発火活動パターンとその細胞のも
つ遺伝子発現プロファイルを関連付けて解析できる新たな実験手法を開発し、海馬リ
ップル中の発火活動と関連して発現する遺伝子 Kcnk9を同定した。さらに、海馬 CA1
野に選択的な Kcnk9 欠損マウスを用いることで、(1)Kcnk9 が長期記憶形成に必要で
あること、(2)Kcnk9 は海馬リップル中の発火活動を抑制すること、(3)Kcnk9 は学習を
介して海馬リップル中の発火活動を高める役割を担っていることの 3つを明らかにした。
本研究で開発した実験手法は、生体内での神経細胞の発火パターンから分子メカニ
ズムを直接探索できる初めての方法である。本手法により薬物への応答を単一細胞レ
ベルで分子と生理の両面から解明するなど、医学・薬学研究への応用が期待される。
また、本研究ではKcnk9が海馬リップル中の発火活動を制御することで長期記憶の形
成に寄与することを示唆する。この成果は、これまでの記憶研究で実現できなかった、
分子と生理を統合した記憶メカニズムを提唱できる点で意義深いと考えられる。 
論 文 審 査 結 果 の 要 旨 
 
 
論文提出者：柳下 晴也     論文審査委員（主査）：古本 祥三 
 
論 文 題 目：記憶に関連した海馬神経活動を調節するイオンチャネルに関する研究 
 
海馬は記憶形成において重要な脳領域の一つである。海馬では、動物の睡眠中に海馬リップ
ルと呼ばれる特徴的な局所場電位（活動）が生じる。多くの海馬神経細胞は海馬リップル中に
発火活動を高めることがわかっており、この神経活動パターンが記憶形成に重要である。一方、
海馬リップル中にどの程度発火活動が高まるかどうかは、個々の海馬神経細胞ごとに異なる。
これは細胞レベルでこの神経活動パターンが制御されていることを示唆している。こうした先
行研究を踏まえ、本論文は海馬神経細胞が多様な分子生物学的プロファイルを持つことに着目
し、海馬リップル中の発火活動を制御する分子メカニズムを探索した。 
本論文ではまず、in vivo 条件で海馬リップル中の発火活動を記録し、かつその細胞に含まれ
る遺伝子発現を網羅的に解析できる新たな実験手法の開発を報告した。これまで、単一細胞レ
ベルでの神経活動と関連する遺伝子を探索できる実験手法は光学イメージング記録を用いた実
験方法しか存在せず、ミリ秒単位で生じる海馬リップル中の発火活動パターンを解析するのは
困難であった。本論文では、in vivo juxtacellular 記録法、in vivo electroporation 法、Quartz-seq2
法など多数の実験手法を工夫して組み合わせることで、高い時間解像度で発火活動パターンを
記録し、その発火活動パターンと関連する遺伝子を探索できる方法を確立した。 
次に、開発した実験手法を海馬 CA1 野の興奮性神経細胞に適用し、海馬リップル中の発火活
動と遺伝子発現プロファイルを含むデータセットを得た。その結果、海馬リップル中の発火活
動が高い細胞群と低い細胞群で有意に 2 倍以上の発現変動を示す 112 個の遺伝子を同定した。
本論文ではカリウム漏洩チャネル TASK-3 をコードする Kcnk9 遺伝子に着目し、海馬に選択的
な Kcnk9 欠損マウスを用いてその機能を検証した。その結果、(1)Kcnk9 が長期記憶形成に必要
であること、(2)Kcnk9 は海馬リップル中の発火活動を抑制すること、(3)Kcnk9 は学習を介して
海馬リップル中の発火活動を高める役割を担っていることの 3 つを明らかにした。 
海馬リップル中の発火活動は、海馬リップル中に生じる強い興奮性のシナプス入力により生
じることが報告されている。また、Kcnk9 が細胞の膜興奮性を抑制することが in vitro 研究で示
されてきた。本論文ではこれらの知見を踏まえ、海馬神経細胞の Kcnk9 の発現量により細胞の
膜興奮性が制御され、海馬リップル中の発火活動の程度が決まるという分子メカニズムを示唆
した。さらに、この分子メカニズムが記憶形成に必要であると考えられる。 
本論文で報告した新規実験手法は、薬物への応答を単一細胞レベルで分子と生理の両面から
解明するなど、医学・薬学研究への応用が期待できる。また、本論文が示唆した Kcnk9 による
記憶形成の分子メカニズムは、記憶障害を伴う疾患の病態解明を進めるうえでも重要である。
よって、本論文は博士（薬科学）の学位論文として合格と認める。 


記憶に関連した海馬神経活動を調節するイオンチャネルに関する研究

影山, 莉沙

ラマン顕微鏡を用いた液-液相分離の分析と応用 
 
生物構造化学分野 影山莉沙 
【序】 
液-液相分離（liquid-liquid phase separation, LLPS）とは、溶質が溶液中で均一に分散せず、
二つ以上の相を形成する現象を指す。近年、一部のタンパク質が in vitro で相分離を起こす
ことが明らかとなった。水と油が分離して「油滴」を形成するように、タンパク質は水溶液
中で「液滴」を形成する。LLPS はタンパク質同士の分子間相互作用により誘発され、液滴
内には特定のタンパク質が高度に濃縮される。LLPS は細胞内においても生じるとされ、液
滴はオルガネラの一つとして機能し、生化学反応の効率が LLPS により制御されることが報
告されている。さらに、LLPS が神経変性疾患の発症に関与することが指摘されている。 
LLPS に関する研究は、主に蛍光標識法や NMR を用いて行われてきた。特に蛍光タンパ
ク質などを用いた蛍光標識法は、液滴形成の有無を高感度に測定することができ、多くの研
究で用いられている。しかし、標識化によりタンパク質間の相互作用が変化するため、蛍光
標識法では、分子間相互作用により形成される液滴の本来の性質を観測していないことにな
る。また、NMR は液滴内タンパク質の構造解析に用いられているが、測定は液滴をバルク
状態にして行われるため、液滴間の差異の検出や細胞への応用ができない。液滴の様々な性
質を明らかにするためには、液滴をそのままの状態で測定することが必要である。 
本研究では、上記の問題を解決するため、ラマン顕微鏡を用いた液滴測定と定量解析の開
発を行った。ラマン顕微鏡を用いた測定では、分子振動に由来するサンプルを直接検出する
ため、タンパク質を標識することなく測定することができる。また、液滴をそのままの状態
で測定するため、液滴本来の性質を変えることがない。第二章と第三章では、液滴形成能を
もつ神経変性疾患関連タンパク質についてラマン顕微鏡を用いた測定を行い、変性過程にお
ける構造変化と液滴形成の相関を定量的に算出した。第四章では、液滴形成能を持たないタ
ンパク質を液滴内に濃縮させる方法を確立することで、新規高感度ラマン測定法を提案した。 
 
【1】 Pbp1 LC メチオニン残基の酸化度と液滴内濃度の相関 
Pbp1（Poly(A)-binding protein (Pab1)-binding protein）とは、筋萎縮性側索硬化症（ALS）や
脊髄小脳変性症（SCD）の原因タンパク質として知られる ataxin-2 の酵母相同体である。Pbp1
はメチオニン（Met）に富む low complexity（LC）ドメインを有し、ストレス顆粒の構成要
素として知られている。また、pbp1 はオートファジーの制御因子であり、LC ドメインを用
いた自己集合の生成/消滅によって制御し、酸化ストレスが自己集合消滅因子の一つと考え
られている。近年、pbp1 の LC ドメインが液滴形成能を示すことが明らかとなった。pbp1 
LC 液滴は過酸化水素（H2O2）の添加により解消される。これらの結果から、pbp1 は LC ド
メインを介して細胞内で液滴を形成し、酸化ストレス付加時に液滴を解消することで、オー
トファジー応答を制御することが指摘されている。そこで本研究では、酸化剤添加による
pbp1 LC の液滴解消メカニズムの解明を目的として、緩衝液中の pbp1 LC 液滴について、液
滴内 pbp1 LC 濃度と構造の変化をラマン顕微鏡によって定量的に示した。 
 
① 液滴内 pbp1 LC の濃度定量 
ラマン強度は試料濃度に比例し、強度から液滴内のタンパク質濃度を求めることができる。
しかし、ラマン測定では絶対強度を検出するために、強度に定量性が無く、また強度も弱い
ため、各測定における実験条件の差異を補正する強度標準が必要となる。そこで本研究では、
当研究室で開発した水のラマンバンドを強度標準とした濃度定量法を採用した。LLPS は希
薄タンパク質溶液から生じるために、液滴の外側は水のみの環境と近似できる。水の濃度は
温度や圧力が変化しなければ常に一定であるため、液滴のラマン画像で同時に観測される液
滴外の水のラマンバンドを強度標準とすることで、ラマン強度に定量性が与えられる。水の
ラマンバンドで規格化した pbp1 LC のラマン強度の検量線と、液滴外の水のラマン強度で
規格化した液滴内の pbp1 LC のラマン強度を比較することで、濃度を決定できる。 
0.1 mM の pbp1 LC を用いて緩衝溶液中に液滴を作製したところ、液滴内の pbp1 LC 濃度
は 8.9 mM となり、液滴内に pbp1 LC が 100 倍近く濃縮されることがわかった。また、緩衝
液に添加した H2O2の濃度増加に伴い液滴内濃度が減少し、液滴内濃度が 6 mM 以下になる
と液滴は消滅した。液滴が生成しにくい条件になるほど液滴内濃度が減少することを当研究
室で報告しているが、pbp1 LC も同様である。H2O2添加で液滴が形成されにくい条件になる
と液滴内濃度が減少し、液滴状態を保つ濃度の閾値が約 6 mM であることを示した。 
 
② 液滴内 pbp1 LC の構造変化 
Pbp1 LC 液滴に H2O2を添加すると、720 cm-1のバンド強度が減少し、702 cm-1のバンド強
度が増大した（図 1）。これらのラマンバンドはそれぞれメチオニンおよびメチオニン酸化
物に由来するため、メチオニン残基の酸化度をラマンスペクトルから直接検出できることを
見出した。そこで、単一アミノ酸のメチオニン溶液に H2O2を加え、酸化過程を連続的に測
定することで 702と 720のバンド強度比を算出し、H2O2添加前の 702/720の値を酸化度 0%、
702/720 の値の変化がプラトーに達する点を酸化度 100%として検量線を作成した。H2O2 添
加後の pbp1 LC 液滴内のメチオニンの酸化度を算出すると、H2O2濃度増加に伴い酸化度が
増大し、40％程度の Met が酸化されると液滴が解消されることが明らかとなった。 
上記の濃度および Met 酸化度の結果をまとめると図 1 右のようになる。Pbp1 LC は、H2O2
の添加により Met が酸化される。Met 酸化度の増大に伴い液滴内 pbp1 LC 濃度が減少し、約
40％の Met が酸化された時点で液滴内濃度が 6 mM 以下となり、液滴が消滅した。上述のよ
うに、pbp1 は LC ドメインを介して液滴を形成し、酸化ストレス付加時に液滴を解消するこ
とでオートファジー応答を誘発する。本研究では、pbp1 LC 液滴は Met が酸化ストレスのセ
ンサーとして機能し、40%程度の酸化度で液滴が消滅することを直接明らかにした。 
 
【2】 液滴内 SOD1 の構造変化と変異が液滴形成能に与える影響 
Cu,Zn-superoxide dismutase（SOD1）は、スーパーオキシドアニオンラジカルを酸素と過酸
化水素に不均化する抗酸化酵素である。普遍的に細胞質に存在し、酸化ストレスから細胞を
保護する。一方、変異 SOD1 は凝集/線維化が生じやすく、変異に伴う変性および凝集化が
ALS の発症に関与することが示唆されている。近年、SOD1 は細胞内夾雑環境を模倣したポ
リエチレングリコール（PEG）溶液中において、液滴を形成することが報告され、液滴を介
した変性および凝集化が提案された。そこで本研究では、ラマン顕微鏡を用いて液滴内
SOD1 の構造変化を定量的に検出し、液滴形成の意義やメカニズムを考察した。 
野生型 SOD1 の液滴を作製し、ラマン測定から液滴内に SOD1 が高度に濃縮されることを
確認した。液滴は安定に存在し、SOD1 の構造も長時間一定に保たれた。しかし、H2O2を培
地に添加すると液滴内 SOD1 の変性が促進された。変性時にはシステイン（Cys）残基が酸
化される様子が確認され、後に凝集体へ移行した。また、SOD1 を変性させた後では液滴は
形成されなかった。変異体についても同様に液滴の作製を試みたところ、用いた変異体の殆
どで液滴形成が認められなかった。これらの結果は、SOD1 は高次構造を保つことで液滴が
形成され、液滴形成が高次構造を保つ働きをしていることが考えられる。 
 
【3】 高感度ラマン測定を目的とした液滴濃縮法の開発 
上記の結果に示したように、ラマン顕微鏡を用いた測定は構造解析等に有用である一方、
ラマン強度が非常に弱いという欠点がある。そのため、非常に微弱であるラマン散乱光の測
定では、サンプル溶液の濃度を数 mM 以上に調製するか、粉末化する必要があった。低感
度の問題は、生体試料などの低濃度試料へのラマン測定の応用を妨げる要因となっている。 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
図 1. （左）H2O2添加後の液滴内 pbp1 LC のラマンスペクトル。H2O2濃度増加に伴い 720 cm-1の
ラマンバンドが減少し、702 cm-1のラマンバンドが増大した。（右）液滴内 pbp1 LC のメチオニン
酸化度と濃度の相関。酸化度の増大に伴い、液滴内 pbp1 LC 濃度が減少する。Met が 40%程度酸化
されると、ほとんどの液滴は分散状態に移行する。 
合成高分子化合物である PEG やデキストラン（DEX）は、緩衝液（リン酸緩衝液や炭酸
緩衝液、クエン酸緩衝液、酢酸緩衝液など）に 40-50 w/w%となるよう高濃度に溶解させる
ことで LLPS を起こすことが知られている。液滴内は緩衝液が濃縮され、液滴外は高濃度の
合成高分子水溶液の分散溶液となる。本研究では、合成高分子によって生じた LLPS 内に
様々なタンパク質や生体高分子を濃縮させる技術（＝液滴濃縮法）を開発し、液滴を低用量・
低濃度で極めて信号雑音（S/N）比の高いラマンスペクトルを取得する手法の提案を行った。 
アルブミンなどのタンパク質をリン酸緩衝液に溶解し、PEG 水溶液と混合すると、2-10 
µm の液滴が形成された。液滴内部にはタンパク質が濃縮され、励起光を液滴に照射するこ
とで、分散状態では検出できなかったラマンバンドが、明瞭に観測できるようになった。水
のラマンバンドを用いて液滴内タンパク質濃度を算出すると、約 500 倍程度に濃縮されてい
ることがわかった。さらに、本手法が少量のタンパク質の構造変化の検出に応用できること
を示し、特に硫黄鎖の伸張に伴い S-S 結合に由来するラマンバンドが低波数シフトすること
を用いて、タンパク質内の超硫黄構造の検出に用いられることを示した。また、タンパク質
のみではなく核酸や糖、低分子化合物の濃縮も達成した。本手法を用いることで、10 µM 程
度の低濃度かつ 10 µL 程度の少量試料の場合でも、PEG と混合するのみで高い S/N 比のラ
マンスペクトルを極めて簡便に得ることができる。さらに、既存の高感度測定手法である表
面増強ラマン散乱（SERS）とは異なり、通常（自発放出型）のラマンスペクトルを得ること
ができ、解析も容易である。本研究では、液滴濃縮法を用いた低濃度試料の最も感度の高い
自発放出型のラマンスペクトル取得法を開発した。 
 
【結論と展望】 
LLPS による液滴解析では、あるがままの状態で計測することが必須である。本研究では、
ラマン顕微鏡を用いることで、液滴内タンパク質の濃度や構造をラベルフリーかつ単一液滴
の状態で検出できることを示した。特に、Met 残基などの酸化の有無を直接検出することが
でき、構造変化と液滴そのものの性質との関係を議論できることを示した。さらに、低濃度・
低用量試料のラマンスペクトルを極めて高感度に取得できる方法を提案し、タンパク質の翻
訳後修飾などのその場検出などへ展開できることを示した。ラマン分光のタンパク質研究は、
歴史は長いが十分に応用されているとは言い難い。本研究では、LLPS に展開することで、
独自の様々な情報が得られることを提案できた。 
 
【発表論文】 
1. L. Kageyama, S. Tahara, K. Yokosawa, M. Kamijo, S. Kajimoto, T. Nakabayashi, Chem. Phys. 
Lett., 2024, 856, 141671. 
2. R. Tobita, L. Kageyama, A. Saito, S. Tahara, S. Kajimoto, T. Nakabayashi, Chem. Commun., 2024, 
60, 8732-8735. 
別紙様式（A4 判）  論 文 審 査 結 果 の 要 旨 
 
 
論文提出者：影山 莉沙     論文審査委員（主査）：大江 知行 
 
論 文 題 目：ラマン顕微鏡を用いた液-液相分離の分析と応用 
 
液-液相分離（LLPS）によって生体高分子の濃厚水溶液（液滴）が細胞内で形成され、酵素
反応などの制御や、LLPS が神経変性疾患の発症に関与することが指摘されている。本研究で
は、ラマン顕微鏡を用いて緩衝溶液中のタンパク質液滴を測定し、液滴形成の分子機構を検討
した。さらに、LLPS のラマン研究の応用として、様々なタンパク質を液滴化し、液滴内のラ
マンスペクトルを測定することで、高感度ラマン測定が行えることを提案した。まず、筋萎縮
性側索硬化症（ALS）の原因タンパク質である ataxin-2 の酵母相同体 pbp1 の酸化環境下にお
ける液滴解消機構を検討した。Pbp1 はメチオニン（Met）を多数含む low complexity domain
（LCD）を有し、この LCD による pbp1 の自己集合の形成と解消がオートファジー応答を制
御することが報告されている。本研究では、緩衝溶液中の pbp1 LC 液滴のラマンスペクトルを
測定し、液滴外の水のラマンバンドを内部標準とすることで、液滴内の pbp1 LC 濃度を定量評
価した。その結果、pbp1 LC の濃度が 8.9 mM と非常に高濃度であることを示した。さらに、
過酸化水素（H2O2）の添加によって pbp1 LC 液滴が解消されるが、H2O2の添加により液滴内
の濃度が減少することを定量的に示し、液滴維持に必要な濃度の閾値が約 6 mM であることを
明らかにした。また、pbp1 LC の Met のラマンバンドを用いて、Met の酸化度を直接検出で
きることを示した。H2O2 の添加による Met の酸化度の直接定量に成功し、約 40％程度の Met
が酸化されると液滴が消失することがわかった。Pbp1 液滴の消失機構として Met の酸化が重
要であり、また Met の酸化に伴い液滴内のタンパク質濃度が減少することを示すことができた。
次に、このラマン顕微鏡の手法を ALS 関連タンパク質である SOD1 にも応用し、液滴内の
SOD1 の濃度定量および H2O2 添加による液滴内 SOD1 の構造変化について議論を行った。さ
らに、タンパク質の LLPS の応用として、合成高分子である PEG とリン酸緩衝液の混合水溶
液内に水からなる液滴ができることを利用し、様々なタンパク質をこの PEG とリン酸水溶液
の液滴内に濃縮し、ラマン顕微鏡を用いて液滴を測定することで、高感度のタンパク質のラマ
ンスペクトルを得る手法の提案を行った。従来測定が困難であった 10 µM 程度の低濃度かつ
10 µL 程度の微量のタンパク質水溶液のラマンスペクトルを、PEG を加え液滴内に濃縮するの
みで簡便に測定できることを示した。本手法の有用性を示した後、タンパク質の超硫黄構造の
検出や、他の生体分子の高感度計測への応用についても検討を行った。 
以上より、影山莉沙氏は、ラマン顕微鏡を用いたタンパク質の液滴解析と高感度ラマンスペ
クトル測定法開発への応用を行った。LLPS の液滴研究においては、ラベルフリーかつ単一液
滴の状態での計測が必須である。ラマン顕微鏡はその要件を満たす測定手法として有効であり、
本研究では、ラマン顕微鏡の応用として、構造解析のみならず、液滴内濃度の定量やタンパク
質の酸化度の検出が可能であることを提案した。さらに、LLPS による濃縮を利用して高感度
測定法へと展開し、今後の発展が十分に期待される。よって、本論文は博士（薬学）の学位
論文として合格と認める。 


ラマン顕微鏡を用いた液-液相分離の分析と応用

杉山, 敦子

 
 1 
 
氏名（本籍地）  杉山
すぎやま
 敦子
あ つ こ
 （大阪府） 
学 位 の 種 類  博 士（医工学） 
学 位 記 番 号  医工博 第１４０号 
学位授与年月日  ２０２５年３月２５日 
学位授与の要件  学位規則第４条第１項該当 
研究科、専攻  東北大学大学院医工学研究科（博士課程）医工学専攻 
学位論文題目  乳がん診療における患者中心の医療を支援する技術の研究 
論文審査委員  （主査）東北大学教 授 西條 芳文 
             東北大学教 授 香取 幸夫  東北大学教 授 吉信 達夫 
            
 
論 文 内 容 の 要 旨 
 
第１章 序章 
がん医療の進展により、がんと共に生きる時間が延伸し、疾患中心の医療から患者中心の医療へと、
がん医療のパラダイムシフトが進行しており、個々人に応じた最適な医療（precision medicine）へ
の要求が高まっている。また、医療のデジタルトランスフォーメーション（医療 DX）や、日々進化
する様々な科学技術を活用し、患者中心の医療の質と効率を向上することへの期待が高い。 
患者中心の医療を実践する上で、多職種チームアプローチや、患者中心の情報の活用、Shared 
Decision-Making （SDM） が患者中心の医療の質を高めることが知られている。 
乳がんは診療ガイドラインやコンセンサスステートメントにおいて、いち早く、SDM や多職種連
携会議（Multidisciplinary Team Meeting, MDTM）の実施が推奨され、患者中心の治療やケアが行
われている疾患の一つである。また、日本では、世界で最も新規発症者数が多く、40 歳代から罹患者
数が増加し、10 年生存率は 80%を越えており、他のがんと比較しても、診断されてから治療やケア
を受ける期間が長く、乳がんの治療やケアと共に生活していくための様々な支援が望まれている。 
本研究は、患者中心の医療の実践の軸となる、SDM 及び多職種連携チーム医療に着目し、乳がん
を患う人が、患者としてだけではなく、家庭や社会でそれぞれの役割を果たしつつ、疾患と共に生活
していけるよう、患者の意向や考え、患者を取り巻く状況等をふまえた診療やケア（患者中心の医療）
が行われることを支援する技術を創出し、評価することを目的とした。 
 
第2章 診療記録統合表示 
患者中心の医療の実践を支援する技術の創案に向け、「医学生物学的情報だけでなく心理社会的情
報も活用できることは SDM 含む患者中心の医療に役立つか」「多職種チームメンバーが得た情報が共
有できるようになっていることは SDM 含む患者中心のがん医療に役立つか」について、3 名の臨床
医に、半構造化インタビューを行った。 
臨床医インタビューから「多職種が持っている、患者に関する情報は、どんな情報でも欲しい」「カ
 
 2 
ンファレンスにおいて、他の医療職の評価が一覧比較して見られると良い」等、臨床現場からの要望
がある事を確認した。 
次に、臨床現場からの要望をふまえ、「多職種が得た患者中心の情報を寄せ集めて表示する」とい
うコンセプト立案し、コンセプトを実現する技術として診療記録統合表示を創案し、診療記録統合表
示の概要及び詳細を、表示項目（初案）含め具体化し、Web アプリケーションとして試作を開発した。 
 
第3章 予備的研究 
患者中心の情報は、自然文テキスト（非構造化データ）で残されている場合が多いとされている。
また患者中心の情報の記載に時間を要する事、記載する場所が定まっていない、記録として残す情報
と口頭で共有する情報が存在する、等の指摘がある。 
診療記録統合表示の有用性評価に向け、本研究の目的に対し情報が豊富と考えられる 3症例を用い、
探索的な予備的研究を、以下を目的として実施した。 
・多職種の診療記録に患者中心の情報が記載されているかどうかを明らかにする 
・患者中心の情報が記載されている場合には、どのように多職種の診療記録に記載されているかを分
析する 
・診療記録統合表示の有用性評価に適した表示項目を明らかにする 
乳がん患者 3 症例（最長 10 年分）の 20 種類の診療記録（約 1.4 万行）を、テーマティック・アナ
リシス法（TA 法）テンプレートアプローチを用い、診療記録に表示項目を付与し（テキストアノテ
ーション）、有用性評価用表示項目を作成し、有用性評価用表示項目によるアノテーションテキストを
質的かつ量的に分析した。 
患者中心の情報は、様々な診療記録に分散して存在し、付与した表示項目総数の約 27%を占めてい
た（3 症例の平均）。多職種の診療記録による各種診療記録はデータ構成が全て異なり、夫々にデータ
構成及び内容を確認した上で、分析や表示のためのデータ前処理を実施する必要があった。また、テ
キストアノテーションは様々な診療記録の相互確認が必要である事、病状によってテキストに付与す
るタグ（表示項目）が変化する事が明らかとなった。更に患者中心の情報は、各専門職の視点で一面
的かつ断片的に存在しており、夫々の記録が相補的な内容となっている場合がある事、話す相手によ
って患者の表出する感情や考えが異なっている場合がある事を確認した。また、有用性評価用の表示
項目は初案の 45 項目から 54 項目に修正された。 
患者中心の情報の利活用はアクセス性や検索性に課題があり、日常臨床や多職種連携会議での活用
は容易ではないと考えられた。また、患者中心の記録を統合して表示することは、多面的・全人的な
患者像を構築し得る可能性があると考えられた。患者中心の情報の活用による医療の質の向上が期待
される中、既に病院情報システムに記録されている患者中心の情報を統合し活用できるようにするこ
とは、医療者に新たな負荷をかけることなく、利活用を可能とし得るものと考えられた。 
 
第4章 有用性評価（医療者） 
診療記録統合表示の MDTM における臨床的有用性を評価・検討することを目的とし、予備的研究
によって明らかにした診療記録統合表示の表示項目（54 項目）を用い、医療者による有用性評価を実
施した。 
対象症例 3 例を用い（予備的研究症例の二次利用）、研究協力者 6 名にて、話し合うタイミングと
項目を設定したカンファレンスを、対照（電子カルテのみ）及び介入（電子カルテ及び診療記録統合
 
 3 
表示）とし、期間（3 カ月）を空けて実施し、「混合研究法 介入デザイン」を用い、得られたデータ
を量的かつ質的に分析し、臨床有用性を探索的に比較検討した。 
データとして、各症例のカンファレンス後にアンケート（質問票 A（リッカート尺度））、2 回目全
症例終了後に、診療記録統合表示に関するアンケート（質問票 B（リッカート尺度＋自由記述））、カ
ンファレンス中の音声の逐語録を取得した。 
臨床有用性は、21 世紀型医療システムの目指すべき姿の軸（指標）の 6 軸のうち「効率性」「患者
中心性」を評価する指標として評価した。「効率性」は、医療の質を評価するための「構造」「プロセ
ス」「結果」で構成される Donabedian モデル、「患者中心性」は Gerteis（1993）らによる患者中心
の医療を構成する要素に基づき評価した。リッカート尺度は 5 段階（そう思わない：1 点、どちらか
と言えばそう思わない：2 点、どちらともいえない：3 点、どちらかと言えばそう思う：4 点、そう思
う：5 点）で構成されており、リッカート尺度を順序尺度とし、要約統計量算出及びノンパラメトリ
ック検定を行った。また逐語録は TA 法テンプレートアプローチにて量的かつ質的に分析し、質問票
B の自由記述は TA 法にて分析を行った。 
研究協力者は（乳腺外科医 3 名及び看護師 3 名（病棟、外来化学療法、緩和）の 6 名で、経験年数
の平均は 11.7 年であった。 
質問票 A では、「効率性」「患者中心性」共に、介入は対照よりも評価が高かった（p<0.05）。質問
票 B のリッカート尺度パートでは、「効率性」「患者中心性」いずれも好意的な評価であった（効率性：
中央値 4、平均値 4.3、患者中心性：中央値 4、平均値 4.4）。また、自由記述回答では、効率性につい
て、MDTM 等での情報共有の時間や情報把握、情報活用の効率化に寄与し得る可能性があり、検査
値で表すことができない心理面の変化の経時的把握が挙げられていた。しかし情報が極めて多い場合、
統合されていることで必要な情報を探し出すことに時間がかかる場合があるとの指摘もあった。患者
中心性では、医療スタッフ毎に感情表現や発言内容が異なる事、患者の家族や社会背景、希望や選好
等が過去のカルテ記載に埋もれることなくきちんと医療者に認識されることにより、患者中心性の向
上につながる 可能性があるとの回答を得た。逐語録分析では、量的分析では 2 症例で単位時間当た
りの合意数が対照よりも介入の方が多い結果となった（症例 1：1.4, 1.4、症例 2：1.7, 1.8、症例 3：
0.5, 1.4、症例 N：対象, 介入[合意数/分]）。質的分析では、対照群のみに付与されたコードは、担当
医は誰か等の「診療の付帯事項」や「患者の身体的特徴」、介入群のみに付与されたコードは「生活」
「経済状況」「楽しみ・イベント」「性格」「精神症状」「気分」であった。また介入ではこれらコード
がカンファレンスの早い段階で共有されていた。これら量的かつ質的分析結果を統合し、介入は臨床
有用性があるという結果を得た。 
診療記録統合表示を用いる事で、診療やケアを検討する上で考慮すべき重要な記述をカンファレン
スの早い段階で拾い上げられ活用される事、多面的な患者像が構築される事等から、患者やその家族
の考えや意向、取巻く状況等を考慮したアクションプランや結論が効率よく導かれており、患者中心
の医療の質と効率に貢献し得る技術である事を確認した。しかしながら、情報過多の場合は効率性が
下がる可能性があることも明らかとなった。 
 
第5章 有用性評価（患者（サバイバー）） 
多職種が得た患者中心の情報が活用されること（診療記録統合表示）が、どのように患者中心の医
療に貢献し得るのかを、乳がん患者（サバイバー）の視点から、医療の質や効率を問わず、広く患者
の視点で評価することを目的とした。 
 
 4 
本研究にとって、豊富な経験や知識を有している 1 名の乳がんサバイバーを対象とし、半構造化イ
ンタビューを実施し、逐語録を作成し、対象に深い解釈を行う現象学的方法を用い分析を行った。 
患者は患者中心の情報を活用した医療への強い期待があり、多職種が得た患者中心の情報が、医療
者の専門性と共に活用されることによって「あなたのための医療」となり、医療者や病院への信頼感
構築にもつながる可能性があること、生活の言葉で医療を理解し自分の生活を継続するための医療に
参加し得ること、また医学的知識の理解や情報の整理といった負荷が減り、患者が楽になる可能性が
あることが示唆された。 
これらから、診療記録統合表示により得られた、患者中心の情報が医療者により活用されることは、
患者の負担を減らしつつ、医学生物学的だけでなく心理社会的側面もふまえ、生活を継続するための
「あなたのための医療」の提供を支援するものと考えられた。 
 
第6章 結論 
診療記録統合表示は、乳がんを患う人が、患者としてだけではなく、家庭や社会でそれぞれの役割
を果たしつつ、疾患と共に生活していけるよう、患者の意向や考え、患者を取り巻く状況等をふまえ
た診療やケア（患者中心の医療）が行われることを支援する技術となり得ることを確認した。 
本研究は、患者中心の医療への関心が高く、実践しているステークフォルダとの研究であり、一般
化可能性に限界がある。また、日本の単一施設（大学附属病院）の乳腺・甲状腺・内分泌外科におけ
る3症例（後ろ向き仮名加工情報）での検討であり、一般化にあたっては、症例数、施設数を増やし
た評価、加療中の患者の仮名加工や匿名化されていないデータでの評価、また他疾患での評価が必要
である。 
 
 
東北大学大学院医工学研究科 
別紙１ 
論文審査結果の要旨及びその担当者 
論文提出者氏名 杉山 敦子 
論 文 題 目 乳がん診療における患者中心の医療を支援する技術の研究 
論文審査担当者 （主査）教 授 西條 芳文 
教 授 香取 幸夫  教 授 吉信 達夫 
論文審査結果の要旨 
 がん医療の進展により、がんと共に生きる時間が延伸し、疾患中心の医療から患者中心の医療へ
と、がん医療のパラダイムシフトが進行している。また医療のデジタルトランスフォーメーション
（DX）や、日々進化する様々な科学技術を活用した、患者中心の医療の質と効率の向上への期待
が高まっている。乳がん診療は、ガイドライン等において、いち早く Shared Decision-Making や
多職種連携会議の実施が推奨され、患者中心の治療やケアが行われている疾患の一つであり、乳が
んの治療やケアと共に生活していくための様々な支援が望まれている。本論文は、乳がん診療にお
ける患者中心の医療を支援する技術に関する研究をまとめたものであり、全 6 編で構成される。 
 第 1 章は緒論であり、本研究の背景、目的および構成を述べている。 
 第 2 章では本研究で開発した診療記録統合表示（多職種が得た患者中心の情報を寄せ集めて表示
する）のコンセプト立案及びコンセプト検証、試作の詳細について述べている。 
 第 3 章では診療記録統合表示の臨床有用性評価の予備的研究として、部門を越えた複数種類の自
由記述を含む診療記録の分析により、患者中心の情報が病院情報システムに散在して存在し、相補
的な内容で記載されていることを明らかにしている。これは病院情報システムに既存の患者中心の
情報の活用及び多面的な患者像の構築が可能であることを示唆する非常に重要な成果である。 
 第 4 章では診療記録統合表示の使用有りと無しの多職種連携会議を量的かつ質的に比較し、診療
記録統合表示の臨床有用性を評価している。診療記録統合表示の使用により、早い段階で患者中心
の情報が共有され、多職種連携会議の効率性及び患者中心性が向上していることを検証しており、
乳がん診療における患者中心の医療の実践を支援する技術を明らかにした重要な成果である。 
第 5 章は乳がん患者において、多職種が得た患者中心の情報の活用に期待があること、活用され
ることが患者を楽にし得ることが示され、実臨床への実装の必要性を患者の視点で確認している。 
 第 6 章は結論である。 
 以上要するに、本論文は診療記録統合表示（多職種の患者中心の情報（非構造化データ）の統合）
は、乳がん診療における、患者中心の医療の実践に貢献し得ることを示したものであり、本研究に
て開発した診療記録統合表示技術、臨床有用性評価及び予備的研究の過程で得られた患者中心の情
報に係る結果や知見に鑑みると、医療の DX や科学技術の医療の応用が、医学生物学的側面の構造
化データを対象として進められている中、さらなる患者中心の医療を支援する技術開発に向け、医
工学及び医学の発展に寄与するところが少なくない。 
よって、本論文は博士（医工学）の学位論文として合格と認める。 
 


乳がん診療における患者中心の医療を支援する技術の研究

Bai, Yu

Li, Yanjun

English

Golden opportunities: Firm-level evidence on the economic impacts of mining operations

Tohoku University博士（環境科学）要約のみthesi

東, 料太

排ガス回収炭材を用いた炭素循環製鉄

松野, 哲士

海洋底・沈み込みプレート境界における岩石-流体相互作用に伴う元素移動のデータ駆動型解析

昭
和
四
十
二
年
二
月
二
十
八
日
　
郵
政
省
告
示
第
一
六
一
号
学
術
刊
行
物
指
定
令
和
七
年
六
月
二
十
五
日
　
印
刷
　
令
和
七
年
六
月
三
十
日
発
行 （
季
刊
発
行
）
CONTENTS
VOL. LXXXIX, JUNE 2025
PUBLISHED QUARTERLY BY
東京都港区南青山 2丁目11─17
振替東京3─133197　TEL0120（203）694 ⑩
No.   1
Articles
Die Wirkung der Rechtskraft auf die Rechtsnachfolger （1）
……………………………………………………………… Hiromichi OKAMOTO
Current status and challenges of Administrative Complaint Review 
System （2, Final）
………………………………………………………………………… Hiroyuki OE
On Adjudication over Substantive Grounds against Compulsory Execution 
and Application of the Public Policy Clause in Article 118 Subsection 3 of 
the Code of Civil Procedure through Proceedings Seeking for Execution 
Judgments
……………………………………………………………………… Yasuhito INOUE
Case Comments
Case on Criminal Law
………………………………… Criminal Law Seminar of Tohoku University
Miscellanea
Concerning the article authored by Prof. Wen Xiaotong published in 
Volume 86, Issue 4 of this journal
定価 1 , 8 1 5円
本体 1 , 6 5 0円
第
八
十
九
巻
（
令
和
七
年
六
月
）
第
一
号
第八十九巻　第 一 号
　論　　　説
承継人に対する既判力の作用（1）
─物権的請求権を訴訟物とする場合を中心として─
……………………………………………………… 岡　本　弘　道 （ 1）
行政不服審査制度の現状と課題
─制度発足後 7年間の国の行政不服審査会答申を素材とした
状況分析（2・完）
……………………………………………………… 大　江　裕　幸 （28）
執行判決訴訟における請求異議事由の審理及び民事訴訟法 118 条 3 号の
公序要件の適用について
……………………………………………………… 井　上　泰　人 （50）
　判　例　研　究
刑事判例研究……………………………… 東北大学刑事法判例研究会（102）
雑　報 …………………………………………………………………………（137）
本誌 86 巻 4 号に掲載された温笑侗氏の論説について…………………（139）
束＝6.5mm
2025.6.10 \\ws-svr02\Macshar\ したく \ 第一法規 \ 法学 \ 法学 89-1 号 \ 表紙 \ 法学 89-1 号 _hyoshi 念 .ai


表紙・目次・奥付

栗林, 均

呼日勒巴特尓

『御製満珠蒙古漢字三合切音清文鑑』満洲語配列対照語嚢

博士学位論文の要旨及び審査結果の要旨 (Summary of Thesis(DR))othe

王, 雨

 1 
博士論文要旨 
現代日本語における外来語造語成分の研究 
 
              東北大学大学院文学研究科 日本学専攻 日本語学専攻分野 
                                      王 雨 
 
現代日本語においては、多数の外来語が取り入れられ使用されている。そのうち大部分の語
は原語がもともと持っていた自立性をそのまま保持し、自立語として使われている。しかしそ
の中には、本来原語では自立形式として用いられていたが、日本語に取り入れられた際にその
自立性を失い、多くの場合結合形式へと変化して使われる語がある。本研究では、このような
語を「外来語造語成分」と名付け研究対象とする。本研究は、それらがなぜ日本語に存在し定
着しているのか、それらがどのように他の語と結合し新しい語を構成するのか、を考察するも
のである。 
従来の研究では、外来語造語成分に関する個々の事例研究が行われておらず、具体的な造語
特徴や詳細な分析は十分ではなかった。この状況は外来語造語成分の日本語における位置づけ
や他の語種との違いを理解する上での妨げとなっていた。そこで本研究では、外来語造語成分
に関連する造語問題を解明するために、以下の 4 つの課題を設定した。 
1）日本語における外来語造語成分の抽出 
2）個別の外来語造語成分の使われ方（語構成・意味）の記述 
3）外来語造語成分の分類と位置付け 
4）外来語造語成分の存在要因の解明 
本研究では、これらの課題を解明するために、次のように考察を進めた。 
まず、第Ⅰ部（第 1 章）では、研究の立場と前提を明確にする。具体的には、研究背景、考
察対象の定義、研究目的を示し、先行研究を概観して問題点を指摘する。また、考察の着眼点、
調査方法、および調査資料についても詳細に説明する。 
次に、第Ⅱ部 (第 2〜3 章)では、コーパス（BCCWJ）を資料として語彙調査を行い、外来語
造語成分のデータを抽出し、その使用実態を調査した。そして、抽出した外来語造語成分 （71
例）を結合率に基づいて「結合専用類」と「準結合類」の 2 つのタイプに区分した。 
そして、第Ⅲ部 (第 4〜10 章)では、まず第 4 章から第 9 章において、個別の外来語造語成
分（第 4〜7 章）と接辞（第 8〜9 章）の語構成や意味的特徴について詳細に考察した。具体的
には、 「マン（man）」「カー（car）」「ホーム（home）」「アワー（hour）」「タイム（time）」の 5 つ
の外来語造語成分に加え、接頭辞「スーパー（super）」と接尾辞「チック（-tic）」を含む計 7 つ
の対象を選定し、分析を行った。ついで第 10 章では、第 4 章から第 9 章までの調査結果を基
 2 
に、「日本語への定着度」（ⅰ結合率ⅱ散らばり度ⅲ造語力ⅳ自立用法ⅴ結合語種ⅵ和製英語ⅶ結合
位置ⅷ品詞性）を指標として外来語造語成分を二次元の平面上に位置づけた。さらに、定着度
の違いにより、次の 3 つのグループに分類した：①定着度が低いグループ、②定着度が中程度
のグループ、③定着度が高いグループ。 
最後に、第Ⅳ部 (第 11 章)では、第Ⅱ部および第Ⅲ部での分析結果に基づき、外来語造語成
分の （1）あり方、（2）語構造、 （3）借用プロセス、 （4）借用要因について総括的に述べ、さら
に本研究の意義と今後の課題を述べた。 
（1）外来語造語成分には自立用法で使用されるものと結合形式で使用されるものがあり、自立
した外来語造語成分は、自立語として文の構成に寄与する一方、結合形式は合成語に意味を付
加し、意味の変化をもたらす役割を担っている。また、結合形式の外来語造語成分は、一定の
条件を満たすと新しい意味を伴い自立形式としても使用される場合があり、語構成と意味の変
化のあいだには密接な関係があることが明らかになった。 
（2）外来語造語成分の語構造は①前置型②後置型③派生型の 3 つのパターンに分類される。 
（3）外来語造語成分が日本語に借用される過程は 3 段階（結合専用類：ABC）または 4 段階 
（準結合類：ABCD）のプロセスに分けられる。プロセス A は、外来語造語成分の音声と表記 
のみが日本語化される段階であり、英語の発音をそのままカタカナに移し替えた形式である。 
プロセス B は、造語成分が外来語・漢語 ・和語・混種語と結合し、前項要素にも後項要素にも 
なり、自由に合成語を形成する段階で、結合要素が外来語のみであるものに比べ、漢語・和語 ・ 
混種語であるものは、日本語化が進んだ段階である。プロセス C は、本来の英語とは違った意 
味で定着した外来語が、さらに英語の形態素とは異なった形で結びつくことにより和製英語を 
形成する段階である。プロセス D は、結合要素として機能していた外来語造語成分が、自立語 
として使用されるようになり、造語成分が特定の意味を持つ自立語として用いられる段階であ 
る。 
（4）外来語造語成分の借用要因を次の 3 つにまとめた。 
「1」在来語成分との関係 
在来語では表現できない意味やニュアンスを付加するために、導入される。 
「2」言語的利便性と造語力 
外来語造語成分は日本語特有の文法に縛られることなく、柔軟に使用される。このこと
が在来語では表現できないニュアンスを表現する力や豊かな造語力を生み出している。 
「3」プラス評価と新感覚表現 
外来語造語成分の使用は既存の日本語表現にはないプラス評価や新鮮な印象を与える効
果がある。 
以上の結果を通じて本研究は外来語造語成分が日本語において重要な位置を占めていること
 3 
示した。また、今回用いた研究方法が外来語造語成分の研究のみならず、外来語一般の研究に
おいても有効であることをも示した。 
論文審査結果の要旨および担当者 
提  出  者   王 雨 
論文審査担当者 
（主査）教授 甲田 直美
教授  大木 一夫 
准教授 中西 太郎
准教授 島崎 薫 
論  文  名 現代日本語における外来語造語成分の研究 
本論文は、現代日本語における外来語受容とその語形成について考察したものである。原語では
自立形式として用いられていたものが、日本語に取り入れられた際にその自立性を失い、結合形式
として使われる語を「外来語造語成分」と名付け、コーパスを用いて詳細に分析を行った。
本研究は、第Ⅰ部「序論」、第Ⅱ部「外来語造語成分の全体像」、第Ⅲ部「外来語造語成分各論」、
第Ⅳ部「結論」の全 4 部、全 11 章からなる。 
従来の研究では、外来語造語成分に関する個々の事例研究が行われておらず、具体的な造語特徴
や詳細な分析は十分ではなかった。この状況は外来語造語成分の日本語における位置づけや他の語
種との違いを理解する上での妨げとなっていた。
本研究では、これらの課題を解明するために、次のように考察を進めた。
まず、第Ⅰ部（第 1 章）では、研究の立場と前提を明確にした。具体的には、研究背景、考察対
象の定義、研究目的を示し、先行研究を概観して問題点を指摘した。また、考察の着眼点、調査方
法、および調査資料についても詳細に説明した。
次に、第Ⅱ部 (第 2〜3 章)では、コーパス（BCCWJ）を資料として語彙調査を行い、外来語造語
成分のデータを抽出し、その使用実態を調査した。そして、抽出した外来語造語成分を結合率に基
づいて「結合専用類」と「準結合類」の 2 つのタイプに区分した。 
そして、第Ⅲ部 (第 4〜10 章)では、まず第 4 章から第 9 章において、個別の外来語造語成分（第
4〜7 章）と接辞（第 8〜9 章）の語構成や意味的特徴について詳細に考察した。具体的には、「マン
（man）」「カー（car）」「ホーム（home）」「アワー（hour）」「タイム（time）」の 5 つの外来語造語成
分に加え、接頭辞「スーパー（super）」と接尾辞「チック（-tic）」を含む計 7 つの対象を選定し、
分析を行った。ついで第 10 章では、第 4 章から第 9 章までの調査結果を基に、「日本語への定着
度」（ⅰ結合率ⅱ散らばり度ⅲ造語力ⅳ自立用法ⅴ結合語種ⅵ和製英語ⅶ結合位置ⅷ品詞性）を指
標として外来語造語成分を二次元の平面上に位置づけた。
最後に、第Ⅳ部 (第 11 章)では、第Ⅱ部および第Ⅲ部での分析結果に基づき、外来語造語成分の
あり方、語構造、借用プロセス、借用要因について総括的に述べた。外来語造語成分が日本語に借
用される過程として結合専用類、準結合類に整理し、語構成との関連を述べた。
以上のように外来語受容を造語成分としての構成要素から解明した点は評価されるものである。 
よって、本論文の提出者は、博士（文学）の学位を授与されるに十分な資格を有するものと認め
られる。 


Not a member yet